論文の概要: A GPU-based Hydrodynamic Simulator with Boid Interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.15088v1
- Date: Sat, 25 Nov 2023 17:59:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-29 22:09:13.681373
- Title: A GPU-based Hydrodynamic Simulator with Boid Interactions
- Title（参考訳）: ボイド相互作用を持つGPUベース流体力学シミュレータ
- Authors: Xi Liu, Gizem Kayar, Ken Perlin
- Abstract要約: 実時間水メッシュ表面を再構成したスムーズな粒子流体力学(SPH)環境下での仮想エージェント挙動とナビゲーションをシミュレーションするために,DirectXのGPU計算シェーダを用いた流体力学シミュレーションシステムを提案する。
本システムは,水中航法や遠隔操作のための流体環境と相互作用するボイドエージェントの代わりに,強化ロボットエージェントに十分な汎用性を有する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.356750384481682
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present a hydrodynamic simulation system using the GPU compute shaders of
DirectX for simulating virtual agent behaviors and navigation inside a smoothed
particle hydrodynamical (SPH) fluid environment with real-time water mesh
surface reconstruction. The current SPH literature includes interactions
between SPH and heterogeneous meshes but seldom involves interactions between
SPH and virtual boid agents. The contribution of the system lies in the
combination of the parallel smoothed particle hydrodynamics model with the
distributed boid model of virtual agents to enable agents to interact with
fluids. The agents based on the boid algorithm influence the motion of SPH
fluid particles, and the forces from the SPH algorithm affect the movement of
the boids. To enable realistic fluid rendering and simulation in a
particle-based system, it is essential to construct a mesh from the particle
attributes. Our system also contributes to the surface reconstruction aspect of
the pipeline, in which we performed a set of experiments with the parallel
marching cubes algorithm per frame for constructing the mesh from the fluid
particles in a real-time compute and memory-intensive application, producing a
wide range of triangle configurations. We also demonstrate that our system is
versatile enough for reinforced robotic agents instead of boid agents to
interact with the fluid environment for underwater navigation and remote
control engineering purposes.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,実時間水メッシュ表面再構成による平滑化粒子流体環境内における仮想エージェントの挙動とナビゲーションをシミュレーションするdirectxのgpu計算シェーダを用いた流体力学シミュレーションシステムを提案する。
現在のSPH文献にはSPHと異種メッシュの相互作用が含まれているが、SPHと仮想結合剤の相互作用はめったにない。
このシステムの貢献は、平行な滑らかな粒子流体力学モデルと、エージェントが流体と相互作用できるようにするための仮想エージェントの分散ボイドモデルの組み合わせにある。
ボイドアルゴリズムに基づくエージェントは、SPH流体粒子の運動に影響を与え、SPHアルゴリズムからの力はバイドの運動に影響を及ぼす。
粒子系における現実的な流体のレンダリングとシミュレーションを実現するためには、粒子の属性からメッシュを構築することが不可欠である。
また, パイプラインの表面再構成にも寄与し, 実時間計算およびメモリ集約アプリケーションにおける流体粒子からのメッシュ構築のための並列進行立方体アルゴリズムを用いて, 広範囲な三角形構成を生成する実験を行った。
また,本システムは,水中航法および遠隔操作工学目的の流体環境と相互作用するボイドエージェントの代わりに,強化ロボットエージェントに十分汎用性があることを実証した。
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